Đồ án cung cấp kiến thức về cấu tạo chi tiết,môi trường làm việc từ đó suy ra yêu cầu cơ tính. thiết kế quy trình sản xuất và quy trình nhiệt luyện cho chi tiết dao cắt và nhíp oto. Với sản lượng được cho trước đề xuất quy trình sao cho phù hợp và năng suất cao
Đồ án mơn học LỜI NĨI ĐẦU Hiện khoa học kỹ thuật phát triển nhanh, theo thời đại mang lại lợi ích cho người vật chất tinh thần Xã hội hướng đến mục tiêu “cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước” nhằm phục vụ cho công nghiệp nay, ngành khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng việc sản xuất thiết bị, công cụ cho ngành kinh tế quốc dân Để phục vụ cho kinh tế phát triễn cần đẩy mạnh đội ngủ cán kỹ thuật có trình độ chun mơn cao tất lĩnh vực công nghiệp, đồng thời phải đáp ứng kỹ thuật tiên liến công nghệ tự động sản xuất khí cần đến vật liệu có tính đa dạng với chất lượng ngày cao Cơng nghệ nhiệt luyện cơng nghệ làm thay đổi tính chất vật liệu cách thay đổi cấu trúc vật liệu thông qua việc xử lý nhiệt Đặc biệt khí chế tạo máy, nhiệt luyện đóng vai trò quan trọng khơng tạo cho chi tiết sau gia cơng có tính chất cần thiết độ cứng, độ bền, độ dẻo, độ dai, khả chống mài mòn chống ăn mòn… mà làm tăng tính cơng nghệ vật liệu Do nói, nhiệt luyện yếu tố quan trọng định đến chất lượng sản phẩm khí Hiện nay, nhà nước có chủ trương nội địa hố thiết bị sản xuất máy móc cơng nghiệp, chi tiết đòi hỏi u cầu tính chất lượng Để nâng cao chất lượng cho chi tiết nhiệt luyện q trình khơng thể thiếu quy trình sản xuất Nhiệt luyện định đến tuổi thọ sản phẩm Thông qua nhiệt luyện chi tiết có tuổi thọ làm việc cao hơn, tiết kiệm cho kinh tế sản xuất Vị trí nhiệt luyện dây truyền sản xuất khí nhiệt luyện ngun cơng sơ cho ngun cơng khác, nguyên công cuối dây truyền sản xuất khí để nâng cao chất lượng sản phẩm, khơng có ý nghĩa kinh tế lớn mà thước đo để đánh giá trình độ phát triển khoa học kỹ thuật quốc gia Nhưng muốn nhiệt luyện tốt chi tiết để từ nâng cao chất lượng hạ giá thành sản phẩm công việc thiết kế xưởng nhiệt luyện phù hợp với quy trình nhiệt luyện cho chi tiết đóng vai trò quan trọng Tính tốn đồ án mơn học nội dung thiếu trình đào tạo kỹ sư nhằm cung cấp kiến thức kiến thức chuyên ngành giúp sinh vinh có thêm kiến thức gần với thực tế sản xuất, sở đễ sinh viên tự hoàn thiện thêm kiến thức học Page Đồ án môn học Đồ án môn học “Thiết bị thiết kế xưởng nhiệt luyện” với mục đích lập quy trình nhiệt luyện lựa chọn thiết bị, nội dung tính tốn bao gồm: Phân tích điều kiện làm việc chi tiết, tổng quan vật liệu chọn, sở lý thuyết quy trình nhiệt luyện, tính tốn lựa chọn thiết bị Đây nội dung tính tốn lựa chọn để lập quy trình cụ thể cho chi tiết giao với sản lượng cho trước Các quy trình nhiệt luyện nhằm tạo cho chi tiết có đủ tiêu độ bền, độ cứng tiêu độ dẻo dai, tính chống mài mòn chi tiết làm việc tốt điều kiện cụ thể, lựa chọn vật lệu khơng lãng phí Để giải vấn đề người thiết kế phải vận dụng kiến thức tổng hợp mơn học như: tính tốn kỹ thuật nhiệt luyện, thiết bị thiết kế xưởng nhiệt luyện, tra cứu sổ tay nhiệt luyện số tài liệu chuyên ngành khác Trong trình làm đồ án thiết kế xưởng, cố gắng tìm tòi nghiên cứu tài liệu ý kiến thầy cô, bạn bè, xong không tránh khỏi sai sót Vì chúng em mong giúp đỡ bảo thầy cô bạn đóng góp ý kiến để đồ án thiết kế hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo thuộc môn Vật liệu học xử lý nhiệt bề mặt đặc biệt thầy nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Nhóm sinh viên thực Contents CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÍP Ơ TƠ VÀ DAO CẮT .5 Page Đồ án môn học 1.1 Nhíp tơ .5 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Điều kiện làm việc yêu cầu tính .6 1.1.3 Lựa chọn vật liệu .7 1.2 Dao phay tốc độ cao .10 1.2.1 Giới thiệu 11 1.2.2 Điều kiện làm việc yêu cầu tính 11 1.2.3 Lựa chọn vật liệu chế tạo 12 CHƯƠNG QUY TRÌNH CHẾ TẠO VÀ NHIỆT LUYỆN 14 2.1 Nhíp ô tô 14 2.1.1 Quy trình chế tạo 14 2.1.2 Nhiệt Luyện .15 2.2 Quy trình chế tạo dao phay tốc độ cao 16 2.2.1 Chế độ nhiệt luyện sơ 16 CHƯƠNG TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ NHIỆT LUYỆN 19 3.1 Nhíp tơ 19 3.1.1 Lựa chọn sơ thiết bị lò 19 3.1.2 Tính tốn q trình tơi 19 3.1.3 Tính tốn thời gian ram 27 3.2 Dao phay tốc độ cao .30 3.2.1.Tính tốn q trình nung tơi 30 3.2.1.1 Thời gian nung 30 3.2.2 Tính tốn q trình ram 34 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN LỰA CHỌN THIẾT BỊ 38 4.1 Thiết bị dùng cho trình nhiệt luyện nhíp tơ 38 4.1.1 Lò tơi 38 4.1.2 Lò ram 39 4.1.3 Bể làm nguội 40 4.2 Thiết bị dùng cho trình nhiệt luyện dao phay tốc độ cao 41 4.2.1 Lò tơi 41 4.2.2 Lò ram 42 Page Đồ án môn học 4.2.3 Đồ gá 42 4.3 Thiết bị phụ 43 4.3.1 Xe nâng vận chuyển 43 4.3.2 Máy đo độ cứng cầm tay 44 4.3.3 Máy đo độ cứng .45 4.3.4 Cần trục 46 4.3.5 Kính hiển vi quang học phần mềm phân tích ảnh 46 4.3.6 Kẹp gắp mẫu 47 4.3.7 Thiết bị bảo hộ 47 4.3.8 Quần áo bảo hộ: .48 4.3.9 Mũ bảo hộ: Thương hiệu : 3M – Mỹ 48 4.3.10 Thiết bị phòng cháy, chữa cháy 48 4.3.11 Bình chứa nitơ lỏng XL45 49 CHƯƠNG THIẾT KẾ MẶT BẰNG XƯỞNG .49 5.1 Yêu cầu việc xếp bố trí thiết bị khu vực nhà xưởng 49 5.1.1 Yêu cầu phận sản xuất .49 5.1.2 Yêu cầu phận kiểm tra sản xuất .49 5.1.3 Yêu cầu khu vực sinh hoạt 49 5.1.4 Yêu cầu nhà kho 50 5.1.5 Yêu cầu cửa đường 50 5.2 Chọn địa điểm, vị trí, hướng kiểu nhà xưởng .50 5.2.1 Địa điểm vị trí 50 5.2.2 Hướng 50 5.2.3 Kiểu nhà xưởng 50 5.2.4 Yêu cầu việc xếp, bố trí khu vực nhà xưởng 50 5.3 Thiết kế mặt xưởng 51 5.3.1 Tiêu chuẩn diện tích cho thiết bị 51 5.3.2 Kết cấu nhà xưởng 51 5.3.3 Thiết kế mặt cắt ngang: 51 5.3.4 Chọn kết cấu bao che .51 5.3.5 Chọn nhà 51 Page Đồ án mơn học 5.3.6 Chọn móng nhà 52 5.3.7 Cửa mái 52 5.3.8 Thiết kế mặt xưởng 52 5.4 Thiết kế lưới điện 53 5.4.1 Lưới điện pha .53 5.4.2 Lưới điện dân dụng 53 CHƯƠNG TÍNH TỐN CHI PHÍ SẢN XUẤT 53 6.1 Điện tiêu thụ cho nhiệt luyện 53 6.2 Tiền khấu hao thiết bị .55 6.2.1 Tính tốn cho nhíp .55 6.2.2 Tính tốn cho dao phay ngón 55 6.3 Tiền lương người lao động .55 6.4 Chi phí điện sinh hoạt tiền dầu 56 CHƯƠNG 7: AN TOÀN LAO ĐỘNG .57 7.1 An toàn lao động chung 57 7.1.1 Thơng gió 57 7.1.2 Chiếu sáng 57 7.1.3 Phòng cháy chữa cháy 57 7.2 Biện pháp đề phòng chống tai nạn xảy nhiệt luyện 58 7.2.1 Chống độc hại 58 7.2.2 Phòng chống bỏng 58 7.2.3 Phòng tai nạn mắt 58 7.2.4 Phòng chống điện giật 58 7.2.5 Quy tắc an toàn tập thể .59 7.3 An toàn lao động làm việc thiết bị 59 Tài liệu tham khảo 60 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÍP Ơ TƠ VÀ DAO CẮT 1.1 Nhíp tơ Page Đồ án mơn học 1.1.1 Giới thiệu chung Nhíp ơtơ phận giảm xóc cho tơ gồm thép ghép lại Toàn tải trọng phần xe đặt lên khung nhờ nhíp Bộ phận nhíp, nhờ có tính đàn hồi tốt nên giảm chấn động lên phần xe (nhất đoạn đường gồ ghề) Đồng thời, nhíp phải chịu ứng suất chu kì Chốt nhíp có tác dụng trượt qua lại Hai đầu chốt gắn giá xoay Nhíp làm lò xo uốn cong gọi ”lá nhíp “, xếp chồng lên theo thứ tự từ ngắn đến dài, tập nhíp gắn với bu lông hay đinh tán Hai đầu nhíp dài uốn cong để ghép với khung xe Chức cấu dẫn hướng: truyền lực dọc, lực ngang lực bên phần làm chức giảm chấn nhờ ma sát nhíp, ma sát khớp cao su với nghĩa thực toàn chức hệ thống treo Hình 1.1.1 Hình ảnh nhíp Quy trình chế tạo nhíp tơ tải trọng thường có thơng số sau : - Chiều dài nhíp: 775mm (khi uốn cong) - Chiều rộng nhíp: 76,2mm - Bao gồm nhíp, chịu tải trọng 2721,5kg - Chiều rộng nhíp 61,11mm, nhíp dày 10mm, bỏ qua khe hở nhíp 1.1.2 Điều kiện làm việc yêu cầu tính - Điều kiện làm việc Nhíp tơ làm việc điều kiện : Nhíp tơ chịu tải trọng tĩnh lớn chịu tồn tải trọng xe, q tình làm việc, nhíp chịu tải tuần hồn hay chịu va đập mạnh khơng cho phép biến dạng dư- thể hình 1.1.2a 1.1.2b Page Đồ án mơn học Hình:1.1.2a Khi xe chuyển động xuất lực đổi đấu mặt đường khơng phẳng,nhíp phận giảm xóc xe Nó chịu lực xoắn tăng tốc phanh Hình 1.1.2b -u cầu tính Vì có ma sát nhíp nên nhíp khó hấp thu rung động nhỏ từ mặt đường Bởi nhíp thường sử dụng cho xe cỡ lớn, vận chuyển tải trọng nặng, nên cần trọng đến độ bền Giới hạn đàn hồi phải cao, nhíp khơng cho phép bị biến dạng dẻo trình làm việc Ở ta cần quan tâm tới chủ yếu tỉ lệ σdh/σb gần tốt,thường khoảng 0,85÷0,95 Trong q trình làm việc, nhíp phải chịu tải trọng tĩnh không phép biến dạng dẻo, làm việc giới hạn đàn hồi, giới hạn đàn hồi modun đàn hồi nhíp phải cao Độ cứng nhíp u cầu q trình làm việc khoảng HRC: 40÷45 thích hợp Giới hạn mỏi phải cao để thích ứng với điều kiện có tải trọng thay đổi thay chu kì (mặt đường không phẳng tuyệt đối) 1.1.3 Lựa chọn vật liệu Chi tiết cần gia cơng nhíp ô tô thuộc loại vật liệu đàn hồi hàm lượng C= (0,550,65)% Ta cần phải chọn khoảng : Page Đồ án mơn học Hàm lượng bon mà có %C0,7 sau tơi ram trung bình chi tiết cứng, giòn, nên khơng phù hợp Chi tiết sau gia cơng, chế tạo cần có độ đàn hồi, độ cứng cao với yêu cầu nên chọn Mn,Si Hai nguyên tố làm tăng mạnh độ cứng (độ bền) song làm giảm mạnh độ dai (độ dẻo) không chọn hàm lượng chúng lớn lớn gây cho chi tiết q cứng giòn Qua phân tích có mác thép đàn hồi để sử dụng làm nhíp sau: C60, C70, 65Mn, 60Si2, 50CrMn, 60Si2CrA, 60Si2Ni2A… ta lựa chọn mác 60Si2CrA làm nhíp tơ tải trọng tính thơng dụng giá thành phù hợp mác thép Trong bảng 1.1.1 thành phần hóa học bảng 1.1.2 tiêu tính mác thép 60Si2CrA theo tiêu chuẩn Việt Nam Bảng 1.1.1.Thành phần hóa học mác thép 60Si2CrA (Sổ tay nhiệt luyện –Tr144) Thành phần hóa học 60Si2CrA C Si Mn Cr P S 0,56 – 0,64 1,4-1,8 0,400,70 0,9-1,2 ≤0,03 ≤0,03 Bảng 1.1.2 Bảng yêu cầu tính mác thép 60SiCrA(Sổ tay nhiệt luyện –Tr144) Giới hạn bền,σb [MPa ] 1800 Giới hạn đàn Độ dai va Độ hồi,σdh đập, ak [Mpa] 1700 [kJ/m ] Độ giãn dài δ Độ co thắt Ψ [ %] [%] 20 cứng [HRC] 43 Vai trò nguyên tố hợp kim thép: - Cacbon: Trong thép cacbon nguyên tố quan trọng (khơng kể sắt) Tổ chức tính chất thép chủ yếu cacbon định Cacbon tồn thép hai dạng: dung dịch rắn xen kẽ mạng tinh thể sắt dạng liên kết hợp chất Fe3C (xementit) Các pha dung dịch rắn có độ dẻo cao, độ bền thấp, pha xêmentit pha cứng giòn Sự kết hợp pha cho tổ chức khác thép ứng với thành phần trạng thái thép cụ thể Page Đồ án môn học Khi hàm lượng cacbon tăng lên, độ bền, độ cứng tăng theo, độ dẻo, độ dai giảm Độ bền tăng lên đến cực đại vào khoảng 0,81,0% C sau tăng tiếp hàm lượng cacbon độ bền giảm xuống Một cách định lượng, tăng 0,1% C, độ cứng tăng khoảng 2025 HB, độ bền tăng khoảng 6080 MPa, độ dãn dài tương đối độ co thắt tỷ đối giảm 24% 15%, độ dai va đập giảm 200kJ/m2 Do thép 60Si2CrA có hàm lượng cacbon khoảng 0,6% sau áp dụng công nghệ phù hợp đảm bảo độ cứng, tính đàn hồi thích hợp điều kiện làm việc thay đổi theo chu kì - - - - Mangan: Mangan làm tăng mạnh độ thấm thép với hệ số 3,8 Tuy nhiên lượng mangan thép khoảng 0,5-0,8% nên ảnh hưởng đến tính không đáng kể Chủ yếu giảm lượng FeO tác hại lưu huỳnh nấu luyện Chú ý nung mangan gây lớn hạt Silic:Si làm tăng nhanh độ bền độ cứng thép,đường ảnh hưởng hàm lượng Si dến độ cứng gần tuyến tính Hàm lượng Si > 3,5%, Si làm tăng HB Mn Hàm lượng Si >2% độ dai va đập gần khơng đổi Ngồi Si làm tăng độ thấm tơi, nâng cao tính cứng nóng thép Với mác thép hàm lượng Silic Mangan có tác dụng nâng cao giới hạn đàn hồi giới hạn mỏi cho vật liệu Crom: Cr tăng tính thấm tơi (tăng bền, tăng khả chống mài mòn,tăng tính cứng nóng, tăng tính tổng hợp , cải thiện tính chống ram độ bền nhiệt độ cao Ngồi Crom tăng mạnh tính oxy hóa tạo Cr2O3 bền) Ảnh hưởng nguyên tố tạp chất có hại: P, S.P gây thép có tượng bở nguội S gây thép có tượng giòn nóng , cần hạn chế lượng tạp chất tối đa thép, hàm lượng P,S < 0,035% Bảng 1.1.3 Bảng mác thép tương đương Tiêu chuẩn Mác thép Thành phần % C Si Page Mn Cr Các nt Đồ án môn học khác TCVN (Việt Nam) GBT (Trung Quốc) ΓOCT (Nga ) JIS (Nhật) UNS 60Si2Cr A 0.56 0.64 1.4-1.8 0.400.70 0.9-1.2 60Si2Cr A 0.56 0.64 1.4-1.8 0.400.70 0.9-1.2 60C2XA 0.56 0.64 1.4-1.8 0.400.70 0.7-1.0 SUP 12 0.520.59 1.2-1.6 0.60.9 0.6-0.9 G92540 0.520.59 1.2-1.6 0.60.9 0.6-0.9 (Mỹ) P